[发明专利]使用相位超前滤波器来从动力转向控制稳定性设置中分离手动转向设置

说明书

本发明涉及一种用于控制动力转向装置(1)的方法，所述动力转向装置(1)包括动力辅助电动机(2)和方向盘(3)。在所述方法中，生成方向盘扭矩设定点(T3_set)；测量实际上由驾驶员施加在方向盘(3)上的实际方向盘扭矩(T3_meas)；确定方向盘扭矩设定点(T3_set)和实际方向盘扭矩(T3_meas)之间被称为“方向盘扭矩误差”(ΔT3)的差值；然后从第一经滤波的比例分量(C_PF)和第二微分反馈分量(C_D)生成动力辅助电动机(2)的电动机扭矩设定点(T2_set)，在一方面，所述第一经滤波的比例分量(C_PF)从通过经由相位超前滤波器(15)对所述方向盘扭矩误差(ΔT3)进行滤波而获取，所述方向盘扭矩误差(ΔT3)由被第一辅助增益(K_P)加权；在另一方面，所述第二微分反馈分量(C_D)从通过计算所述实际方向盘扭矩的时间导数(d(T3_meas)/dt)并用第二增益对所述实际方向盘扭矩的所述时间导数进行加权而获取。

本发明涉及允许管理动力转向装置的伺服控制方法。

本发明更具体地涉及一种伺服控制方法，该方法使用方向盘扭矩(即驾驶员施加在方向盘上的扭矩)作为伺服控制变量。

已经知道的方法包括根据车辆的动态情况(速度、横向加速度等)和转向装置的构造(转向角度、方向盘的旋转角速度等)，限定方向盘扭矩设定点，其与由驾驶员在所考虑的时刻处在方向盘上实际施加的实际方向盘扭矩的测量结果进行比较，以便随后确定被应用到辅助电动机的电动机扭矩设定点以使所述辅助电动机作用在转向机构上，使得由驾驶员感受到的实际方向盘扭矩遵循所述方向盘扭矩设定点。

通常，发动机扭矩设定点通过将方向盘扭矩设定点(其在一些辅助配置中可以为零)和实际方向盘扭矩之间的差值(即，方向盘扭矩误差)与预定的辅助增益相乘以成比例的方式被获取到。

在这样的伺服控制的实现期间，第一个困难涉及辅助增益值的设定。

事实上，为了提供良好的操纵舒适性，特别是当车辆停止时(例如当驾驶员正在执行明显的转向以离开停车场时)或当车辆以低速行驶时，使得转向机构(并且更具体地，轮胎)与转向操纵相对的阻力相对较高，优选提供高辅助增益，这允许辅助电动机提供高扭矩，而驾驶员不必在方向盘上施加显著的扭矩。

但是，为了保证转向装置的伺服控制的稳定性，并且因此特别是避免方向盘振动的发生，相反地需要限制辅助增益，即保持所述辅助增益低于对应于足够增益裕量(在奈奎斯特准则的意义内)的最大允许值。

此外，转向装置的机械部件经受各种物理现象，特别是经受与构成所述机械部件的不同构件(辅助电动机的轴、齿条、方向盘、车轮等)有关的摩擦现象或惯性现象(干燥和/或粘滞)。

然而，这些不同的现象在方向盘后面的感觉方面可能具有副面影响，即，在驾驶员通过方向盘在策略上感知转向的行为的路上，并且因此更一般地在驾驶员感觉并直观地解释车辆的行为的路上，可能具有副面影响。

特别地，摩擦和惯性例如可以给出以下感觉，在转向操纵开始时转向不响应，即当驾驶员开始转动方向盘时，由此给驾驶员造成重力和缺乏响应的印象。

相反，一旦驾驶员在方向盘后方达到要克服干燥静态的摩擦的足够力量，方向盘就会突然放松。这种生硬的分离效应(也被称为“粘滑”)给人不快的不平稳驾驶感。

这样的生硬的分离效应在“零输出”期间是特别敏感的，即当驾驶员从基本居中的原点的角度位置开始转动方向盘(分别向左或者向右)时，以便将转向装置从典型地对应于直线轨迹的零转向角切换到对应于弯曲轨迹的非零转向角，或者在转向反转期间，即当驾驶员反转时方向盘的旋转方向(从右转向切换到左转向，或反之亦然)时。